The potential of 3D 1H NMR spectroscopy of breast lesions at 3 tesla

Abstract

In der vorliegenden Diplomarbeit wird das Potential der Protonen Kernspinresonanzspektroskopie bei einem Hochfeld Magnetresonanz System für Brustläsionen evaluiert. Hierfür wurde zuerst ein Vergleich zwischen SVS und MRSI durchgeführt und dabei die jeweiligen Vor- und Nachteile diskutiert. Der Hauptbestandteil der Arbeit war die Evaluierung der diagnostischen Genauigkeit für die Unterscheidung von guten und bösartigen Läsionen. Dabei wurde eine Sensitivität von 84% und eine Spezifität von 94% erreicht. Der zweite wichtige Bereich, wo MRS in der Brust eingesetzt werden kann, ist die Verifizierung ob Patienten auf eine neoadjuvante Chemotherapie ansprechen. Durch die Verwendung von MRSI konnte eine Verringerung des Cholinsignals in Abhängigkeit der Reaktion auf die Chemotherapie festgestellt werden. Weiters könnte die Reduktion der Anzahl der Voxel, in denen ein Cholinsignal enthalten ist, ein weiterer Parameter für die Beurteilung darstellen.<br />

The goal of this thesis is to evaluate the potential of nuclear magnetic resonance spectroscopy (MRS) by using a high field magnetic system in the area of breast cancer lesions. In the beginning, a comparison of single voxel spectroscopy (SVS) and magnetic resonance spectroscopy imaging (MRSI) was performed to point out the advantages and challenges. The main part of this thesis was to evaluate the diagnostic value of 3D-MRSI in the assessment of breast lesions in terms of sensitivity and specificity, achieving 84% and 94%, respectively.<br />Additionally, MRS can be used to determine the response to neoadjuvant chemotherapy. The results indicate that 3D-MRSI may improve monitoring of treatment response in breast cancer patients. For 3D-MRSI the signal-to-noise ratio (SNR) values for choline and the number of choline containing voxels could be used as a marker for treatment response.